高速PCB设计新手 入门及进阶教程(上)
高速PCB设计指南
高速PCB设计指南之一第一篇PCB布线在PCB设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为它而做的，在整个PCB中，以布线的设计过程限定最高，技巧最细、工作量最大。
PCB布线有单面布线、双面布线及多层布线。
布线的方式也有两种：自动布线及交互式布线，在自动布线之前，可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线，输入端与输出端的边线应避免相邻平行，以免产生反射干扰。
必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。
自动布线的布通率，依赖于良好的布局，布线规则可以预先设定，包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等。
一般先进行探索式布经线，快速地把短线连通，然后进行迷宫式布线，先把要布的连线进行全局的布线路径优化，它可以根据需要断开已布的线。
并试着重新再布线，以改进总体效果。
对目前高密度的PCB设计已感觉到贯通孔不太适应了，它浪费了许多宝贵的布线通道，为解决这一矛盾，出现了盲孔和埋孔技术，它不仅完成了导通孔的作用，还省出许多布线通道使布线过程完成得更加方便，更加流畅，更为完善，PCB 板的设计过程是一个复杂而又简单的过程，要想很好地掌握它，还需广大电子工程设计人员去自已体会，才能得到其中的真谛。
1 电源、地线的处理既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。
所以对电、地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。
对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因，现只对降低式抑制噪音作以表述：（1）、众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。
（2）、尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm,最经细宽度可达0.05～0.07mm,电源线为1.2～2.5 mm对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用)（3）、用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。
MentorExpedition实战攻略与高速PCB设计
MentorExpedition实战攻略与高速PCB设计Mentor Expedition是一款功能强大的PCB设计软件，广泛运用于电子系统设计中。
它提供了许多实用的功能和工具，帮助工程师进行高速PCB设计，并确保设计的性能和可靠性。
下面将为你详细介绍Mentor Expedition实战攻略和高速PCB设计的一些要点。
首先，要进行高速PCB设计，你需要对信号完整性和EMC（电磁兼容性）有一定的了解。
了解传输线的特性阻抗，信号的走线规则和层次分配，以及布局和引脚轨道的设置等方面的知识，对于设计高速PCB非常重要。
在使用Mentor Expedition进行高速PCB设计时，首先你需要创建一个新项目并选择相应的板尺寸、层次、电压等参数。
然后，你可以使用设计规则检查（DRC）工具来确保设计满足电气和物理规范。
DRC工具可以帮助你识别并纠正设计中的错误和问题，例如违反了最小间距规则、跨接了不同电源域的信号等。
在进行高速PCB设计时，你还需要注意地线和供电平面的布置。
参考设备规范以及EMC要求，确保地线和供电平面的连续性和低噪声。
Mentor Expedition提供了各种工具和功能，可帮助你设计和优化地线和供电平面，以提高信号完整性和抗干扰能力。
此外，高速PCB设计还需要进行信号完整性仿真和时序分析。
Mentor Expedition提供了集成的仿真和分析工具，如HyperLynx和PADS超速，可帮助你验证和优化设计的电气性能。
你可以使用这些工具模拟信号传输和时序关系，并通过改进布局和走线来解决潜在问题。
最后，进行高速PCB设计时，记得进行全面的验证和测试。
通过PCB制造前的原型验证和调试，确保设计满足性能要求和制造要求。
你可以使用Mentor Expedition提供的PCB测试工具来测试和验证设计，例如飞行线，BOM检查和自动调试等。
高速PCB设计指南
高速PCB设计指南高速PCB设计是电子设计领域中的一个重要分支。
高速PCB设计涉及到比较高的频率信号的传输，如高速数据总线、时钟、控制信号等。
随着电子技术的快速发展，高速PCB设计已经成为一个必要的技能。
本文将为您提供高速PCB设计的基本指南。
一、PCB板布局在进行高速PCB设计时，PCB板布局是非常关键的。
以下是几个需要注意的方面：1. RF电路和敏感板路应该远离高功率板路。
2. 高速数字信号应当互相分离开来，避免信号干扰。
3. 模拟信号路径应该和数字信号路径分离开来。
4. 时钟和数据线需要独立布局，减少相互干扰的影响。
5. 保持合理的板厚度并且保持一致。
6. 尽量减少信号层的数量，这能减少移动信号的时间延迟。
7. 适当加入障碍物物避免辐射的干扰，同时进行地垫。
二、信号完整性高速PCB设计需要考虑信号完整性的问题，保证信号的质量和稳定性。
1. 确定信号的路径。
2. 在尽可能短时间内连接信号。
3. 接口处必须要匹配阻抗。
4. 优化功率地方的供电电路。
5. 在设计时需要考虑信号畸变。
三、布线PCB布线是高速PCB设计中的一个重要环节。
以下是您需要关注的点：1. 在电源附近使用CAP滤波器，同时优化供电地焊盘。
2. 在时钟和数据线路线长领域内布置并优化相应的差分路线。
3. 适当的铺铜层能有效减少层间传输的互联参数。
并在特殊情况下，使用壳体充当屏蔽。
4. 在IO端口上使用自适应阻抗技术。
5. 使用捆绑电线和费正负电平特性电缆。
四、仿真分析在高速PCB设计时，仿真分析是一种非常有效的工具，可以帮助您预测PCB设计的结果并优化开发流程。
1. 使用仿真工具来分析布局的合理性。
2. 使用仿真工具跑完整电路板的分析。
3. 使用时间领域和频域仿真工具，以检测信号时间延迟和频率响应的问题。
4. 使用SPICE仿真工具进行供电电路仿真。
五、技术细节通过这里的技术细节，可以帮助您更好地进行高速PCB设计：1. 在PCB设计时，要留有足够的边距和缓冲区域。
高速PCB设计指南课件
目录高速PCB设计入门概念问答高速PCB设计指南（一）高速PCB设计指南（二）高速PCB设计指南（三）高速PCB设计指南（四）高速PCB设计指南（五）高速PCB设计指南（六）高速PCB设计指南（七）高速PCB设计指南（八）高速PCB布线问题高速PCB板的电源布线设计高速PCB设计心得设计高速电路板的注意事项高速板4层以上布线总结接地技术总结高速印制电路板的设计及布线要点5GHz的高频电路设计技巧高速PCB设计入门概念问答要做高速的PCB设计，首先必须明白下面的一些基本概念，这是基础。
1、什么是电磁干扰（EMI）和电磁兼容性(EMC)?(Electromagnetic Interference)，有传导干扰和辐射干扰两种。
传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合（干扰）到另一个电网络。
辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合（干扰）到另一个电网络。
在高速PCB及系统设计中，高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源，能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。
自从电子系统降噪技术在70年代中期出现以来，主要由于美国联邦通讯委员会在1990年和欧盟在1992提出了对商业数码产品的有关规章，这些规章要求各个公司确保它们的产品符合严格的磁化系数和发射准则。
符合这些规章的产品称为具有电磁兼容性EMC（Electromagnetic Compatibility）。
2、什么是信号完整性(signal integrity)?信号完整性是指信号在信号线上的质量。
信号具有良好的信号完整性是指当在需要的时候，具有所必需达到的电压电平数值。
差的信号完整性不是由某一单一因素导致的，而是板级设计中多种因素共同引起的。
主要的信号完整性问题包括反射、振荡、地弹、串扰等。
常见信号完整性问题及解决方法问题可能原因解决方法其他解决方法过大的上冲终端阻抗不匹配终端端接使用上升时间缓慢的驱动源直流电压电平不好线上负载过大以交流负载替换直流负载在接收端端接，重新布线或检查地平面过大的串扰线间耦合过大使用上升时间缓慢的发送驱动器使用能提供更大驱动电流的驱动源时延太大传输线距离太长替换或从新部线，检查串行端接使用阻抗匹配的驱动源，变更布线策略振荡阻抗不匹配在发送断串接阻尼电阻3、什么是反射(reflection)?反射就是在传输线上的回波。
高速PCB设计知识!!!
高速PCB设计知识专家关于高速线路的布线问题解答11。
如何处理实际布线中的一些理论冲突的问题问：在实际布线中，很多理论是相互冲突的；例如：1。
处理多个模/数地的接法：理论上是应该相互隔离的，但在实际的小型化、高密度布线中，由于空间的局限或者绝对的隔离会导致小信号模拟地走线过长，很难实现理论的接法。
我的做法是：将模/数功能模块的地分割成一个完整的孤岛，该功能模块的模/数地都连接在这一个孤岛上。
再通过沟道让孤岛和“大”地连接。
不知这种做法是否正确？2。
理论上晶振与CPU的连线应该尽量短，由于结构布局的原因，晶振与CPU的连线比较长、比较细，因此受到了干扰，工作不稳定，这时如何从布线解决这个问题？诸如此类的问题还有很多，尤其是高速PCB布线中考虑EMC、EMI问题，有很多冲突，很是头痛，请问如何解决这些冲突？答：1. 基本上, 将模/数地分割隔离是对的。
要注意的是信号走线尽量不要跨过有分割的地方(moat), 还有不要让电源和信号的回流电流路径(returning current path)变太大。
2. 晶振是模拟的正反馈振荡电路, 要有稳定的振荡信号, 必须满足loop gain与phase的规范, 而这模拟信号的振荡规范很容易受到干扰, 即使加ground guard traces可能也无法完全隔离干扰。
而且离的太远, 地平面上的噪声也会影响正反馈振荡电路。
所以, 一定要将晶振和芯片的距离进可能靠近。
3. 确实高速布线与EMI的要求有很多冲突。
但基本原则是因EMI 所加的电阻电容或ferrite bead, 不能造成信号的一些电气特性不符合规范。
所以, 最好先用安排走线和PCB叠层的技巧来解决或减少EMI 的问题, 如高速信号走内层。
最后才用电阻电容或ferrite bead的方式, 以降低对信号的伤害。
2。
在高速设计中，如何解决信号的完整性问题？差分布线方式是如何实现的？对于只有一个输出端的时钟信号线，如何实现差分布线？答：信号完整性基本上是阻抗匹配的问题。
高速PCB设计新手入门第一部分
高速PCB设计新手入门及进阶教程（上）高速PCB设计指南之一----PCB布局，布线，高速设计第一篇PCB布线在PCB设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为它而做的，在整个PCB中，以布线的设计过程限定最高，技巧最细、工作量最大。
PCB布线有单面布线、双面布线及多层布线。
布线的方式也有两种：自动布线及交互式布线，在自动布线之前，可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线，输入端与输出端的边线应避免相邻平行，以免产生反射干扰。
必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。
自动布线的布通率，依赖于良好的布局，布线规则可以预先设定，包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等。
一般先进行探索式布经线，快速地把短线连通，然后进行迷宫式布线，先把要布的连线进行全局的布线路径优化，它可以根据需要断开已布的线。
并试着重新再布线，以改进总体效果。
对目前高密度的PCB设计已感觉到贯通孔不太适应了，它浪费了许多宝贵的布线通道，为解决这一矛盾，出现了盲孔和埋孔技术，它不仅完成了导通孔的作用，还省出许多布线通道使布线过程完成得更加方便，更加流畅，更为完善，PCB 板的设计过程是一个复杂而又简单的过程，要想很好地掌握它，还需广大电子工程设计人员去自已体会，才能得到其中的真谛。
1 电源、地线的处理既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。
所以对电、地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。
对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因，现只对降低式抑制噪音作以表述：（1）、众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。
（2）、尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm,最经细宽度可达0.05～0.07mm,电源线为1.2～2.5 mm 对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用)（3）、用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。
高速电路pcb设计方法与技巧
高速电路pcb设计方法与技巧
高速电路的PCB设计是一项复杂的任务，需要考虑到信号完整性、电磁兼容性和噪声抑制等因素。
下面列出了一些高速电路PCB设计的方法和技巧：
1. 确定信号完整性要求：根据设计要求和信号频率，确定信号完整性要求，如信号的上升/下降时间、功率边缘、噪声容限等。
2. 选择适当的材料：选择适当的PCB材料，比如具有较低介电常数和损耗因子的高频层压板材料，以提高信号完整性。
3. 排布设计：在PCB布局设计中，将信号线和地线层紧密地排布在一起，以降低传输延迟。
同时，尽量避免信号线交叉和平行布线，以减小串扰干扰。
4. 使用差分信号线：对于高速信号，采用差分信号线可以减少干扰和噪声。
差分信号线需要保持匹配长度和间距，并使用差分对地层。
5. 引脚分布：将相关的信号和地线引脚布局在相邻位置，并使用直接和短的连接，以减小传输延迟。
6. 电源和地线：在PCB设计中，电源和地线是非常重要的。
为了提高电源供应的稳定性和降低噪声，采用分层设计，并保持电源和地线的低阻抗连通。
7. 规避回流路径：设计中应尽量避免信号流经大电流回流路径，以降低电磁干扰。
8. 耦合和终端阻抗：为了提高信号的传输质量，需要合理设计耦合和终端阻抗，并在设计中考虑到信号的反射和幅度损耗。
9. 电磁兼容性：在PCB设计中，应遵循电磁兼容性规范，使用恰当的屏蔽和过滤技术，以减少电磁辐射和敏感性。
10. 仿真和调试：在最终的PCB设计中，使用仿真工具来验证信号完整性和电磁兼容性，并在实际测试中进行调试和优化。
以上是一些高速电路PCB设计的方法和技巧，设计人员可以根据实际需求和设计要求来选择和应用。
高速PCB设计培训资料
高速PCB设计指南之一第一篇PCB布线在PCB设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为它而做的，在整个PCB中，以布线的设计过程限定最高，技巧最细、工作量最大。
PCB布线有单面布线、双面布线及多层布线。
布线的方式也有两种：自动布线及交互式布线，在自动布线之前，可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线，输入端与输出端的边线应避免相邻平行，以免产生反射干扰。
必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。
自动布线的布通率，依赖于良好的布局，布线规则可以预先设定，包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等。
一般先进行探索式布经线，快速地把短线连通，然后进行迷宫式布线，先把要布的连线进行全局的布线路径优化，它可以根据需要断开已布的线。
并试着重新再布线，以改进总体效果。
对目前高密度的PCB设计已感觉到贯通孔不太适应了，它浪费了许多宝贵的布线通道，为解决这一矛盾，出现了盲孔和埋孔技术，它不仅完成了导通孔的作用，还省出许多布线通道使布线过程完成得更加方便，更加流畅，更为完善，PCB 板的设计过程是一个复杂而又简单的过程，要想很好地掌握它，还需广大电子工程设计人员去自已体会，才能得到其中的真谛。
1 电源、地线的处理既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。
所以对电、地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。
对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因，现只对降低式抑制噪音作以表述：（1）、众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。
（2）、尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm,最经细宽度可达0.05～0.07mm,电源线为1.2～2.5 mm对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用)（3）、用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。
高速PCB设计指引之一
高速PCB設計指南之一第一篇PCB佈線在PCB設計中，佈線是完成產品設計的重要步驟，可以說前面的準備工作都是為它而做的，在整個PCB中，以佈線的設計過程限定最高，技巧最細、工作量最大。
PCB佈線有單面佈線、雙面佈線及多層佈線。
佈線的方式也有兩種：自動佈線及互動式佈線，在自動佈線之前，可以用互動式預先對要求比較嚴格的線進行佈線，輸入端與輸出端的邊線應避免相鄰平行，以免產生反射干擾。
必要時應加地線隔離，兩相鄰層的佈線要互相垂直，平行容易產生寄生耦合。
自動佈線的布通率，依賴於良好的佈局，佈線規則可以預先設定，包括走線的彎曲次數、導通孔的數目、步進的數目等。
一般先進行探索式布經線，快速地把短線連通，然後進行迷宮式佈線，先把要布的連線進行全局的佈線路徑優化，它可以根據需要斷開已布的線。
並試著重新再佈線，以改進總體效果。
對目前高密度的PCB設計已感覺到貫通孔不太適應了，它浪費了許多寶貴的佈線通道，為解決這一矛盾，出現了盲孔和埋孔技術，它不僅完成了導通孔的作用，還省出許多佈線通道使佈線過程完成得更加方便，更加流暢，更為完善，PCB 板的設計過程是一個複雜而又簡單的過程，要想很好地掌握它，還需廣大電子工程設計人員去自已體會，才能得到其中的真諦。
1 電源、地線的處理既使在整個PCB板中的佈線完成得都很好，但由於電源、地線的考慮不周到而引起的干擾，會使產品的性能下降，有時甚至影響到產品的成功率。
所以對電、地線的佈線要認真對待，把電、地線所產生的噪音干擾降到最低限度，以保證產品的質量。
對每個從事電子產品設計的工程人員來說都明白地線與電源線之間噪音所產生的原因，現只對降低式抑制噪音作以表述：（1）、眾所周知的是在電源、地線之間加上去耦電容。
（2）、儘量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬，它們的關係是：地線＞電源線＞信號線，通常信號線寬為：0.2～0.3mm,最經細寬度可達0.05～0.07mm,電源線為1.2～2.5 mm 對數位電路的PCB可用寬的地導線組成一個回路, 即構成一個地網來使用(類比電路的地不能這樣使用)（3）、用大面積銅層作地線用,在印製板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用。
PCB设计流程(新手必读)
PCB设计流程（新手必读）(转贴)一般PCB基本设计流程如下：前期准备->CB结构设计->CB布局->布线->布线优化和丝印->网络和DRC检查和结构检查->制版。
第二：PCB结构设计。
这一步根据已经确定的电路板尺寸和各项机械定位，在PCB 设计环境下绘制PCB板面，并按定位要求放置所需的接插件、按键/开关、螺丝孔、装配孔等等。
并充分考虑和确定布线区域和非布线区域（如螺丝孔周围多大范围属于非布线区域）。
第三：PCB布局。
布局说白了就是在板子上放器件。
这时如果前面讲到的准备工作都做好的话，就可以在原理图上生成网络表（Design->Create Netlist），之后在PCB图上导入网络表（Design->Load Nets）。
就看见器件哗啦啦的全堆上去了，各管脚之间还有飞线提示连接。
然后就可以对器件布局了。
一般布局按如下原则进行：①．按电气性能合理分区，一般分为：数字电路区(即怕干扰、又产生干扰)、模拟电路区(怕干扰)、功率驱动区（干扰源）；②．完成同一功能的电路，应尽量靠近放置，并调整各元器件以保证连线最为简洁；同时，调整各功能块间的相对位置使功能块间的连线最简洁；③．对于质量大的元器件应考虑安装位置和安装强度；发热元件应与温度敏感元件分开放置，必要时还应考虑热对流措施；④．I/O驱动器件尽量靠近印刷板的边、靠近引出接插件；⑤．时钟产生器（如：晶振或钟振）要尽量靠近用到该时钟的器件；⑥．在每个集成电路的电源输入脚和地之间，需加一个去耦电容（一般采用高频性能好的独石电容）；电路板空间较密时，也可在几个集成电路周围加一个钽电容。
⑦．继电器线圈处要加放电二极管（1N4148即可）；⑧．布局要求要均衡，疏密有序，不能头重脚轻或一头沉——需要特别注意，在放置元器件时，一定要考虑元器件的实际尺寸大小（所占面积和高度）、元器件之间的相对位置，以保证电路板的电气性能和生产安装的可行性和便利性同时，应该在保证上面原则能够体现的前提下，适当修改器件的摆放，使之整齐美观，如同样的器件要摆放整齐、方向一致，不能摆得“错落有致” 。
高速PCB设计指南之一
高速PCB 设计指南之一第一篇 PCB 布线在PCB 设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为它而做的， 在整个PCB 中，以布线的设计过程限定最高，技巧最细、工作量最大。
PCB 布线有单面布线、 双面布线及多层布线。
布线的方式也有两种：自动布线及交互式布线，在自动布线之前， 可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线，输入端与输出端的边线应避免相邻平行免相邻平行，， 以免产生反射干扰以免产生反射干扰。
必要时应加地线隔离必要时应加地线隔离，，两相邻层的布线要互相垂直两相邻层的布线要互相垂直，，平行容易产生寄生耦合行容易产生寄生耦合。
自动布线的布通率，依赖于良好的布局，布线规则可以预先设定， 包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等。
一般先进行探索式布经线，快速地把短线连通， 然后进行迷宫式布线，先把要布的连线进行全局的布线路径优化，它可以根据需要断开已布的线。
并试着重新再布线，以改进总体效果。
对目前高密度的PCB 设计已感觉到贯通孔不太适应了， 它浪费了许多宝贵的布线通道，为解决这一矛盾，出现了盲孔和埋孔技术，它不仅完成了导通孔的作用， 还省出许多布线通道使布线过程完成得更加方便，更加流畅，更为完善，PCB 板的设计过程是一个复杂而又简单的过程，要想很好地掌握它，还需广大电子工程设计人员去自已体会， 才能得到其中的真谛。
1 电源电源、、地线的处理既使在整个PCB 板中的布线完成得都很好，但由于电源、 地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。
所以对电、 地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。
对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因， 现只对降低式抑制噪音作以表述：（1）、众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。
（2）、尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm,最细宽度可达0.05～0.07mm,电源线为1.2～2.5 mm 对数字电路的PCB 可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用)（3）、用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。
高速PCB设计指南之七
高速PCB设计指南之七第一篇PCB基本概念1“层(Layer) ”的概念与字处理或其它许多软件中为实现图文色彩等的嵌套与合成而引入的“层”的概念有所同Protel的“层”不是虚拟的而是印刷板材料本身实实在在的各铜箔层现今由于电子线路的元件密集安装防干扰和布线等特殊要求一些较新的电子产品中所用的印刷板不仅有上下两面供走线在板的中间还设有能被特殊加工的夹层铜箔例如现在的计算机主板所用的印板材料多在4层以上这些层因加工相对较难而大多用于设置走线较为简单的电源布线层如软件中的Ground Dever和Power Dever并常用大面积填充的办法来布线如软件中的ExternaI P1a11e和Fill上下位置的表面层与中间各层需要连通的地方用软件中提到的所谓“过孔Via”来沟通有了以上解释就不难理解“多层焊盘”和“布线层设置”的有关概念了举个简单的例子不少人布线完成到打印出来时方才发现很多连线的终端都没有焊盘其实这是自己添加器件库时忽略了“层”的概念没把自己绘制封装的焊盘特性定义为”多层Mulii一Layer的缘故要提醒的是一旦选定了所用印板的层数务必关闭那些未被使用的层免得惹事生非走弯路2过孔(Via)为连通各层之间的线路在各层需要连通的导线的文汇处钻上一个公共孔这就是过孔工艺上在过孔的孔壁圆柱面上用化学沉积的方法镀上一层金属用以连通中间各层需要连通的铜箔而过孔的上下两面做成普通的焊盘形状可直接与上下两面的线路相通也可不连一般而言设计线路时对过孔的处理有以下原则1尽量少用过孔一旦选用了过孔务必处理好它与周边各实体的间隙特别是容易被忽视的中间各层与过孔不相连的线与过孔的间隙如果是自动布线可在“过孔数量最小化” Via Minimiz8tion子菜单里选择“on”项来自动解决2需要的载流量越大所需的过孔尺寸越大如电源层和地层与其它层联接所用的过孔就要大一些3丝印层Overlay为方便电路的安装和维修等在印刷板的上下两表面印刷上所需要的标志图案和文字代号等例如元件标号和标称值元件外廓形状和厂家标志生产日期等等不少初学者设计丝印层的有关内容时只注意文字符号放置得整齐美观忽略了实际制出的PCB效果他们设计的印板上字符不是被元件挡住就是侵入了助焊区域被抹赊还有的把元件标号打在相邻元件上如此种种的设计都将会给装配和维修带来很大不便正确的丝印层字符布置原则是”不出歧义见缝插针美观大方”4SMD的特殊性Protel封装库内有大量SMD封装即表面焊装器件这类器件除体积小巧之外的最大特点是单面分布元引脚孔因此选用这类器件要定义好器件所在面以免“丢失引脚Missing Plns”另外这类元件的有关文字标注只能随元件所在面放置5网格状填充区External Plane 和填充区(Fill)正如两者的名字那样网络状填充区是把大面积的铜箔处理成网状的填充区仅是完整保留铜箔初学者设计过程中在计算机上往往看不到二者的区别实质上只要你把图面放大后就一目了然了正是由于平常不容易看出二者的区别所以使用时更不注意对二者的区分要强调的是前者在电路特性上有较强的抑制高频干扰的作用适用于需做大面积填充的地方特别是把某些区域当做屏蔽区分割区或大电流的电源线时尤为合适后者多用于一般的线端部或转折区等需要小面积填充的地方6焊盘( Pad)焊盘是PCB设计中最常接触也是最重要的概念但初学者却容易忽视它的选择和修正在设计中千篇一律地使用圆形焊盘选择元件的焊盘类型要综合考虑该元件的形状大小布置形式振动和受热情况受力方向等因素Protel在封装库中给出了一系列不同大小和形状的焊盘如圆方八角圆方和定位用焊盘等但有时这还不够用需要自己编辑例如对发热且受力较大电流较大的焊盘可自行设计成“泪滴状”在大家熟悉的彩电PCB的行输出变压器引脚焊盘的设计中不少厂家正是采用的这种形式一般而言自行编辑焊盘时除了以上所讲的以外还要考虑以下原则1形状上长短不一致时要考虑连线宽度与焊盘特定边长的大小差异不能过大2需要在元件引角之间走线时选用长短不对称的焊盘往往事半功倍3各元件焊盘孔的大小要按元件引脚粗细分别编辑确定原则是孔的尺寸比引脚直径大02- 04毫米7各类膜Mask这些膜不仅是PcB制作工艺过程中必不可少的而且更是元件焊装的必要条件按“膜”所处的位置及其作用“膜”可分为元件面或焊接面助焊膜TOp or Bottom 和元件面或焊接面阻焊膜TOp or BottomPaste Mask两类顾名思义助焊膜是涂于焊盘上提高可焊性能的一层膜也就是在绿色板子上比焊盘略大的各浅色圆斑阻焊膜的情况正好相反为了使制成的板子适应波峰焊等焊接形式要求板子上非焊盘处的铜箔不能粘锡因此在焊盘以外的各部位都要涂覆一层涂料用于阻止这些部位上锡可见这两种膜是一种互补关系由此讨论就不难确定菜单中类似“solder Mask En1argement”等项目的设置了8飞线飞线有两重含义1自动布线时供观察用的类似橡皮筋的网络连线在通过网络表调入元件并做了初步布局后用“Show 命令就可以看到该布局下的网络连线的交叉状况不断调整元件的位置使这种交叉最少以获得最大的自动布线的布通率这一步很重要可以说是磨刀不误砍柴功多花些时间值另外自动布线结束还有哪些网络尚未布通也可通过该功能来查找找出未布通网络之后可用手工补偿实在补偿不了就要用到“飞线”的第二层含义就是在将来的印板上用导线连通这些网络要交待的是如果该电路板是大批量自动线生产可将这种飞线视为0欧阻值具有统一焊盘间距的电阻元件来进行设计.第二篇避免混合讯号系统的设计陷阱内容:要想成功的运用现在的SOC板级和系统级设计师必须了解如何最好地放置元件布置走线以及利用保护元件它们被称为数码式蜂窝电话但其中所包含的模拟功能比较起所谓的模拟蜂窝电话之前度品种还要多事实上需要处理连续状态值例如语音影像温度压力等的任何系统都会有它的模拟功能那怕是在其名字里出现数码式这个词语今天的多媒体PC也毫无例外它们有着语音和影像的输入和输出对发热的中央处理机进行迫切的温度监示以及高性能调制解调器这些系统同样地其混合讯号功能清单上的项目也愈来愈多两种系统的趋势对於进行混合设计的人们来说又带来了新的挑战便携式通讯和运算器件的体积重量不断减少但又不断地推高功能而桌面系统又不断提高中央处理机能力和通讯周边的速度肯定的是在设计现代的数码电路板同时又要避免振铃噪声引致的差错和地电位跳动等问题实在相当困难的但是当你添加那些易受噪声影响的模拟讯号线路逼近於方波激励的数码式数据线路问题更为严重在芯片级现时的SOC芯片上的系统需要有逻辑电路模拟电路以及热动力学设计方面的专才要成功地使用这些IC板级和系统级设计师需要了解如何最好地放置元件布置走线以及利用保护元件本文讲述的是现时混合讯号系统设计中的常见陷阱并提供一些指引以清除或移开它们不过在探讨特定问题和作出提议之前先详细看看系统设计的两种潮流—小型化和高速化—如何影响这些问题会有很大的帮助1“小型化”的趋势拿1999年的蜂窝电话与五年前的产品作个比较芯片数目少得很多重量和体积大幅减少电池寿命大幅延长在这个进程中主要因素是混合讯号IC解决方案中有很大进展不过随着芯片几何尺寸的缩减电路板上布线的间距趋近物理学的规律开始呈现出来并行的走线愈来愈接近产生了愈来愈大寄生电容耦合而这简直是和距离平方成反比关系的结果以前只有少数几根走线的空间现在纳入了许多走线结果甚至是不相邻的走线之间的电容性耦合也会构成问题蜂窝电话由其性质所决定是被人拿着使用的设备在低温度的日子里你正在地毯上走来走去然後拿起蜂窝电话接着“啪”—这就会把一个高电压静电放电ESD脉冲传到这个设备那里如果没有适当的ESD保护一个或多个IC有可能受到损坏不过增添外部元件来保护ESD的破坏又会与小型化趋势相违背另一个问题是能源管理蜂窝电话用户希望电池的两次充电之间隔愈长愈好这意味着DC-至-DC转换器必须是很高效率的开关技术是它的答案但在此情况下转换器也成了它自己的潜在噪声源所以必须小心选择放置转换器也要小心进行互连还有由於体积是不可忽视的因素应该选择可以采用物理尺寸最小的无源元件的那种部件如果采用线性稳压器的话应该挑选超低压差式的可让输出维持於最小电池电压这就能让电池不再提供足够电能之前尽行地放电2 “高速化”趋势将1999年中档PC的规格与五年前的相比较它的中央处理机速度提高了大约一个数量级而由CPU消耗的电流也提高了约一个数量级当你将高速度和大电流结合一起V=Ldi/dt关系式中的“di/dt”部份大幅地提高事实上电路板中半寸长的地线可能会感应起超过1伏特的电压於其上对於转换器来说地电位参考线会感应电压的话可能导致运作停止为要达致这些更高的速度IC在设计和制造上都采用深度次微米尺寸例如0.35μm 这虽然缩减了几何尺寸而得到快得多的性能但也会令这些器件更容易招致锁上latch-up 及由瞬变引起的损害而且这些器件也要求更紧逼的能源管理以符合愈来愈严格的允许电压范围现时的10100Ethernet网络介面卡NIC就是良好的例子原来的10Base T芯片是大尺寸的CMOS器件对於过电压损坏相对地是不那麽敏感的然而新型的芯片采用了0.35μm的线宽对於锁上以及因瞬变而失效非常敏感—因电能引致和雷电引致的瞬变现代的服务器具有SMP对称多处理能力的体系结构以及CPU以500MHz或以上的频率来运作就是能源分布挑战方面的好例子你不可以简单地建造一个5V电源并把布线引到相应的总线以500MHz上限达20A或30A的电流开关它要求於每个使用点point-of-use实际上有独立的转换器还加上一个更大的一级电压源对这些转换器的全部进行供电趋势要求具有热交换hotswap的能力意味着你要能做到在现用系统里插入或除下电路板这样做也是预告会有瞬变产生的如此一来无论插入的板抑或主板都必须有适当的保护作用无论小型化或高速化的趋势都有其独特的问题例如大电流能源分布对於小型便携手持式设备来说就不是个大问题而对於桌面电脑和服务器来说延长的电池寿命也不会成为问题不过锁上和瞬变引致的损坏在上述两方面都成为问题3锁上和瞬变对深度次微米IC从线宽的瞬变恶化了关於过电压状态的敏感性意味着你要聪明一点对这些器件进行保护但同时又不要影响它们的性能在一个保护输入里任何保护元件於正常运作下都必须呈现为一个高阻抗电路它必须加载尽可能小的电容负荷例如假定它是对正常输入讯号加入小小效应的话不过在过电压的一瞬间那同一个器件必须成为该瞬变电能的主要通路将它从受保护器件的输入中引开还有保护器件的承受电压应该高於它保护的引脚上的最大允许电压同理它的箝位电压要足够低以防止受保护器件的损坏这是由於在瞬变情况下输入上的电压会是保护器件的箝位电压以前瞬变电压抑制TVS二极管在印刷电路板上有效地将瞬变箝位传统的TVS 二极管是固态PN结器件低至5V的电压也工作得很好它们有快速的响应时间低的箝位电压高的电流浪涌能力—全都是所希望的特性不过传统TVS二极管的问题是低於5V以下会抬起它的头在这里它们所采用的雪崩技术是个障碍要在5V以下达致Stand-off 电压要采用高度的掺杂在1018/cm-3或以上这反过来又会引致更高的电容和漏电电流两者都会损害高性能的传统的TVS二极管具有电压相关的电容随电压减少而增加例如在5V下典型的ESD保护二极管会有400pF的结电容我们可以想像一下这样的电容性负载加於100Base TEthernet发射器或接收器的输入节点或加於通用串行总线USB输入会有甚麽问题而且这些正正是最需要进行瞬变保护的那些电路类型低於5V电压的情况下传统的TVS二极管并非真正的选项但这也不是说你再无可选择的了由加州伯克莱大学和Semtech公司加州NewburyPark市共同开发的一种新技术提供了一直低至2.8V工作电压的瞬变和ESD保护你可以在一系列的TVS器件中去选定一种具有合适的电容stand-off电压和箝位电压来符合自己系统的要求之後还要考虑应把该器件放在板上的甚麽地方如何给电路板布线等问题在保护通路中的寄生电感会引起高电压的过冲及令IC损坏在快速上升时间瞬变的情况尤甚例如ESD由ESD感应起的瞬变据IEC1000-4-2的定义会在不到1纳秒ns 内到达它的峰值以走线电感20nH寸来计算4份1寸走线自10A脉冲会引起50V的过冲你必须考虑所有可能的感应通路包括地线返回通路在TVS和保护线路之间的通路以及由连接器至TVS器件的通路而且TVS器件应该尽可能地靠近连接器放置以便将瞬变耦合到靠近的其他走线一块10100Ethernet板是需要进行瞬变保护的子系统在Ethernet交换器和路由器中所用的器件是暴露在高能量雷电感应瞬变之下的而所用的深度次微米IC在设计上对过电压锁上又是极度敏感的在典型系统里每个端口所用的双绞线对介面由两个不同的讯号对所组成—一对用於发射器另一对用於接收器发射器输入通常是最容易受到损坏的在一个线路对中会出现有差异的致命性放电并且透过变压器以电容性地耦合到EthernetIC 有一种情况是讯号频率很高100Mbit/s而供电电压又低典型是3.3V保护器件必须有很低的容性负载而其stand-off电压远低於5V还有另一种情况其中在保护通路中的寄生电感可以导致很大的电压过冲为使效率提到最高电路板的布线应该是保护器和受保护线路之间的通路必须减至最低而在RJ45连接器和保护器之间的通路长度也减至最低4热交换即插即用愈来愈多的系统其设计是在系统仍然加电期间允许插板或插头随时插入和拔除那些插板或插头会插入到或拔除自带有讯号电源线和地线的插座而且有很高机会产生瞬变此外该系统还能够动态地调整其电源以适应突然增加或减少的电流负载蜂窝电话或其他可携电子设备会无心地带电期间插入到或拔除自充电的系统这同样也会产生瞬变在这里除了瞬变保护之外还需要有能源管理以适应突然增加或减少的电流负载USB介面的设计是给桌面系统与周边设备之间提高一种高速的串行介接能力还有UB介面有一根电压供电线可用来给连接着的周边设备供电如果没有负载插入到USB插座里它就是个开路的插座由人体静电对该插座感应的ESD脉冲放电会导通至电路板上并会轻易地损坏USB控制器你必须确保这种高速总线里无论数据线抑或电源线都采取了保护并且尽管能源管理已被写入到USB的规格中但ESD的保护却还没有TVS器件可以用来提供适当的ESD保护元件的放置和通路的长度仍然是重要的设计问题同样的排布指南应该仔细参详务令TVS和受保护线之间的通路变短并且务令TVS 器件尽可能靠近端口连接器按照USB规格的需要应该采用固体电路能源分发开关器进行能源管理在PC主机中它们提供短路电流保护和差错报告给控制器IC在USB周边设备中它们用来进行端口切换差错报告和供电电压斜降控制5能源分配如果将PC的电流量变化与10年前的相比增幅之大实在令人惊诧再加上时钟频率的大幅增加使得PC和服务器处於极高的di/dt环境之下例如若L为2.5μH及C等於4×1500μF在负载上的瞬变其数量级为200mV峰对峰值恢复时间50微秒使问题更复杂的还有令CPU进入睡眠之类的模式然後迅速地唤醒起来所产生的瞬变是每微秒20至30A的范围因而变成为能源管理上的头痛问题从转换器观点来看di/dt的值左右了对输出电容的选择更特定地是电容的等效串联电阻ESR和等效串联电感ESL低频运作的转换器需要用大的电容量来存储两个工作周期之间的电荷这就要采用电解电容这些电解电容虽然有很大的电容量但随之而来也有大的ESR和ESL两者都有违设计者心意的此外电解电容体积很大不适合於表面安装技术和紧凑的封装有一种代替的办法可以降低ESR和ESL的值简化生产过程减少实际体积方法是采用稍高频率的转换器你就可以选择陶瓷电容来代替电解电容并且得到上述的优点同时藉着采用多相转换器的方案你更可将负载需求分担开来每个转换器只需较少的输入电容同时又能提供相同总量的电流能力它的另一个优点是降低了输入纹波电流在单相转换方案中输入纹波电流等於输出的纹波电流之半由此对20A系统而言其输入纹波电流是10A但是对於四相转换器方案例如说就会在这四个转换器中平分这种输出电流现在每个供电为5A而它们的输入纹波电流为2A这就可以采用更小型更便宜的输入电容器DellComputers公司德州RoundRock市替它的高速电脑和服务器系列开发了一种分立式多相脉宽调制PWM控制器和反向DC-to-DC转换器其设计是要符合Intel公司的高级PentiumCPU之紧迫电能能源管理的要求该电路自此已由Semtech公司应Dell 的要求加以集成起来采取了多相控制器和转换器的方案之後你就要特别注意电路板的布线问题高频下的大电流开关会影响地平面有电压的差异电路的大电流部份应该先行布线你应该采用地平面groundplate或应该引入隔离或半隔离地平面区域限制地电流进入特定区域由输入电容器和高端及低端驱动器输出FET形成的回路包含了全部大电流快速瞬变开关连接上应宽即宽及应短则短以减少回路电感这样做就会降低电磁干扰EMI降低地注入的电流并将源振铃减至最小以得到更可靠的门电路开关讯号在上述两个FET接合点与输出电感器之间的连接应该是宽的径迹同时尽可能地短输出电容器应该尽可能靠近负载放置快速瞬变负载电流是由这个电容器提供的所以连接线应该既宽且短以便把电感和电阻减至最小控制器最好置於宁静地平面区域内避免输入电容器和FET回路中的脉冲电流流入这个区域高低端地电位参考引脚应该返回到极接近控制放大器封装的地那里小讯号模拟地和数码地应该连接到其中一个输出电容器的地端决不可以返回到在输入电容FET回路内部的地电流感测电阻回路应该保持尽可能的短6聪明地工作虽然上面的例子说明了一些方法可预知和避免混合讯号系统的某些陷阱但这决不是巨细无遗的每个系统都有其自己的挑战事项而每个设计师都有其独特的障碍要跳越无论对付的是更困难的保护或更严格的能源管理选择恰当的元件是首先进行的事情在挑战转换器转换器控制器和TVS保护器件方面有很广泛的选择范围把它们放置於电路板上的正确地方就会显出能源管理和保护方面有效与否的差别深思熟虑的布线和地平面的配置则是第叁方面的关键问题用於低压电路的TVS电压低於5V时传统的PN结型TVS实际上完全不起作用不过有一种增强式穿通二极管EPD由加州柏克莱大学和Semtech公司研制出来和雪崩式TVS二极管传统的PN结构不同这种EPD器件采用了更复杂的n+p+p-n+四层结构它在p+和P-层采用轻掺杂防止反向偏置的n+p+结会进入雪崩状态选择npn结构而不是pnp结构是因为它有更高的电子迁移率和改进的箝位特性藉着小心架构制造P-基区结果得到的器件於2.8V至3.3V电压范围内取得了出色的漏电箝位和电容特性7饱胃口极大的PentiumIntel的Pentium规格里要求在500ns内电流由5A增高至20A转换率为每微秒30A 而SemteckSC1144多相PWM控制器的能力还胜於任务所要求的它提供了对多达四个反向DC-to-DC转换器的控制得到所需的速度和精度内建的5位元DAC可让输出电压作编程输出由1.8至2.05V按50mV增量进行由20至3.5V按100mV增量进行这种多相技术产生了由90度相移分开的四个精确输出电压然後这四个经数码式相移的输出一起求和以得到所需的输出电压和电流容量以每个转换器工作於2MHz来看设计师可以采用陶瓷电容而非电解电容并且得到体积小可表面安装以及更低的ESR和ESL的好处第三篇信号隔离技术信号隔离使数字或模拟信号在发送时不存在穿越发送和接收端之间屏障的电流连接这允许发送和接收端外的地或基准电平之差值可以高达几千伏并且防止了可能损害信号的不同地电位之间的环路电流信号地的噪声可使信号受损隔离可将信号分离到一个干净的信号子系统地在另一种应用中基准电平之间的电连接可产生一个对于操作人员或病人不安全的电流通路信号的性质可以为电路设计人员指明系统可考虑的那些正确的IC 第一类隔离器件依赖于无发送器和接收器来跨越隔离屏障这种器件曾用于数字信号但线性化问题迫使模拟信号隔离采用变压器用调制载波使模拟信号跨越这个屏障变压器怎么说总是难弄的而且通常不可能制成IC所以想出了用电容器电路来耦合调制信号以跨越屏障作用在隔离屏障上的高转换率瞬态电压可做为单电容屏障器件的信号所以已开发出双电容差分电路以使误差最小现在电容屏障技术已应用在数字和模拟隔离器件中1隔离串行数据流隔离数字信号有很大选择范围假若数据流是位串行的则选择方案范围从简单光耦合器到隔离收发器IC主要设计考虑包括·所需的数据速率·系统隔离端的电源要求·数据通道是否必须为双向基于LED的光耦合器是用于隔离设计问题的第一种技术现在有几件基于LED IC可用其数据速率为10Mbps及以上一个重要的设计考虑是LED光输出随时间减小所以在早期必须为LED提供过量电流以使随时间推移仍能提供足够的输出光强因为在隔离端可能提供电很有限所以需要提供过量电流是一个严重的问题因为LED需要的驱动电流可以大于从简单逻辑输出级可获得的电流所以往往需要特殊的驱动电路对于高速应用和在逻辑信号控制下使数据流反向转送的情况可用Burr-Brown公司的ISO 150数字耦合器图1示出ISO150的双向应用电路通道1控制通道2的传送方向并配置为从A端传送到B端加到DIA引脚的信号确定信号的流向送到B端的高电平把。
高速电路pcb设计方法与技巧
高速电路pcb设计方法与技巧
高速电路 PCB 设计是非常重要的，因为它可能会对电路性能和信号完整性产生重要影响。
以下是一些高速电路 PCB 设计方法和技巧：
1. 布局规划：确保在 PCB 上正确布局各个电路模块，尽量减少信号路径长度和电流回路，避免交叉干扰和干扰耦合。
2. 地线规划：准确规划地线，减少回流路径和地回流阻抗，以确保信号完整性和抑制噪声。
3. 信号层分离：将信号层和电源层分离，减少干扰和耦合。
在有需要的地方使用地层分离。
4. 绕线规则：使用最短的路径和尽可能直线的路径连接信号源和接收器。
避免锐角和过于绕曲的路径，以减少信号损耗和延迟。
5. 信号完整性：在设计中使用适当的终端电阻、差分线、缓冲器和阻抗匹配等技术，以保持信号完整性和抑制回波和反射。
6. 电源和地线：确保电源和地线的良好连接和分配，减少电源噪声和地回流。
7. 绝缘：在高速电路附近使用绝缘层，以隔离高速信号和其他信号。
8. 过滤和抑制：在输入和输出端口使用合适的滤波器和抑制电路，以减少噪声和干扰。
9. EMI 和 RFI：在设计中采取一些措施来减少电磁干扰和无线干扰，如使用屏蔽层和地平面。
10. 模拟和数字信号分离：将模拟信号和数字信号分离，以减
少干扰和串扰。
总结来说，高速电路PCB 设计需要考虑布局规划、地线规划、信号层分离、绕线规则、信号完整性、电源和地线、绝缘、过滤和抑制、EMI 和 RFI、以及模拟和数字信号分离等因素。
这些方法和技巧可以帮助确保高速电路性能和信号完整性。
高速电路pcb设计方法与技巧
高速电路pcb设计方法与技巧高速电路的PCB设计方法和技巧包括以下几个方面：1. 布局设计：将高速信号的传输路径尽量短，减少信号的传播延迟和损耗。
较重要的信号路径应尽量接近直线，减少信号的反射和串扰。
同时，将高速信号路径与低速信号路径、电源路径和地线路径分开布局，减少干扰。
将容易产生电磁干扰的元件，如发射器和接收器，与其他元件远离。
2. 信号线的走线规则：高速信号线应遵循尽量短、尽量宽、尽量平行的原则。
信号线的走线应尽量避免拐弯和角度过多，减少信号的反射和串扰。
信号线之间应保持一定的间距，避免互相干扰。
对于差分信号线，应保持差分对的长度一致，减少时钟抖动。
3. 地线规划：地线是高速电路中非常重要的一部分，对于信号的传输和干扰抑制起着至关重要的作用。
地线的设计应尽量短、宽，减小地电阻和电感。
可以使用填充地方式减小地回流路径。
对于多层PCB，应设计好地引脚和地面的连接方式。
4. 耦合电容与电感：在高速电路中，耦合电容和电感起着衰减高频噪声和滤波的作用。
需要合理选择耦合电容和电感的数值，以满足高速信号的传输需求。
电容和电感的布局也需要注意，尽量靠近需要耦合或滤波的信号线。
5. 电源规划：电源线是高速电路中非常重要的一部分，对于信号的传输和干扰抑制同样起着至关重要的作用。
电源线的设计应尽量短、宽，减小电源电阻和电感。
可以使用填充电源方式减小电源回流路径。
对于多层PCB，应设计好电源引脚和电源面的连接方式。
6. 综合考虑：在PCB设计中，需要考虑到信号的传输需求、干扰抑制、布局和走线的规则等多个方面。
综合考虑这些因素，可以在高速电路的PCB设计中取得较好的效果。
总的来说，高速电路的PCB设计需要充分考虑信号的传输需求和干扰抑制，合理的布局和走线规则是必不可少的。
此外，还需要综合考虑其他因素，如地线规划、耦合电容和电感、电源规划等，以确保高速电路的正常工作。
《高速PCB设计介绍》课件
布局设计技巧和注意事项
1 分区设计
根据电路功能和信号特性，将PCB划分为不同的区域。
2 信号与电源分离
避免信号和电源之间的相互干扰，以提高信号完整性。
3 走线技巧
采用合适的走线方式，如避免交叉、减小走线长度等。
差分和阻抗匹配设计
1
差分信号
解释差分信号的概念和用途，以及差分线路的布局和走线规则。
2
解释选择适当的线宽线具
介绍常用的PCB设计软件，如Altium Designer和PADS。
PCB的生产流程
原理图设计
使用EDA软件完成电路原理图的设计与验证。
布局设计
将原理图中的元件转换为PCB上的布局，并 考虑布线和散热等因素。
生成Gerber文件
将PCB设计转换为Gerber文件，供PCB制造 厂商生产。
《高速PCB设计介绍》 PPT课件
本课件将深入介绍高速PCB设计的基本概念和流程，让您了解电磁兼容性设 计、高速信号传输特性等关键问题，同时分享布局设计技巧和注意事项。
PCB设计概述
1
基础知识
了解PCB的基本结构和原理，包括通
设计要求
2
过孔、层叠等概念。
明确设计目标，包括信号完整性、干
扰抑制和散热等要求。
阻抗匹配
介绍阻抗匹配的原理和技巧，以确保信号传输的一致性和稳定性。
3
仿真和验证
使用仿真工具验证差分和阻抗匹配设计的性能，如SIwave和HyperLynx。
板厚、层压板和线宽线距选择
板厚选择
讨论选择适当的PCB板厚度对 布局和走线的影响。
层压板设计
介绍多层PCB的设计和层压板 的配置。
线宽线距选择
组装和焊接
高速PCB设计指南之三
高速PCB设计指南之三引言高速PCB设计是现代电子领域中非常重要的一环。
随着数字电子设备的快速发展，高速信号传输已经成为现代电路设计的常态。
为了确保高速信号的稳定性和可靠性，需要遵循一系列设计准则和技巧。
本文将介绍高速PCB设计中的一些关键指南，帮助读者轻松应对高速PCB设计挑战。
1. PCB布局准则高速PCB布局是确保信号完整性的第一步。
下面是一些常见的布局准则：1.1 信号和地平面分层为了减小信号回路面积，降低信号耦合和EMI，应采用分层布局。
将信号层与地层尽可能分开，并通过适当的细分来减小共模电流。
1.2 信号走线长度匹配对于多个高速信号，需要确保它们的走线长度相等，以避免信号传输延迟差异带来的问题。
可以通过布局规划和走线路径规划来实现长度匹配。
1.3 规避回流路径避免信号回流路径通过高速区域，可以减小信号回路面积和互相干扰的机会。
可以通过合理的布局规划和分层技术来实现。
1.4 分离噪声敏感区将噪声敏感区域与高速信号路径分离开来，可以降低噪声对高速信号的干扰。
例如，可以将时钟信号路径与噪声源分离，以减小时钟抖动的影响。
2. 信号走线准则高速信号的走线是确保信号完整性的关键。
下面是一些常见的信号走线准则：2.1 适当的层次规划根据设计需求，选择适当的层次进行走线。
比如，对于差分信号，可以选择内层信号层进行走线，以减小差分对的引脚间距。
2.2 管理引脚引导对于高速信号，需要避免引脚的过长引导，以减小信号的传输延迟。
可以通过按照信号走线的顺序安排引脚，减小信号走线的路径长度。
2.3 路由宽度控制根据信号的需求和设计规范，合理控制信号的走线宽度。
对于高速信号，需要适当增加走线宽度，以降低传输的串扰。
2.4 信号间距和地线间距为了减小信号间的串扰，需要适当增加信号间的距离。
对于差分信号，还需要注意地线间的距离，并保持一致。
3. PCB布线技巧除了布局和信号走线的准则外，还有一些布线技巧可以提高高速PCB设计的性能和可靠性：3.1 时钟布线对于时钟信号，需要特别注意布线。
高速电路PCB板级设计技巧
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高速PCB设计新手入门及进阶教程（上）高速PCB设计指南之一----PCB布局，布线，高速设计第一篇PCB布线在PCB设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为它而做的，在整个PCB中，以布线的设计过程限定最高，技巧最细、工作量最大。
PCB布线有单面布线、双面布线及多层布线。
布线的方式也有两种：自动布线及交互式布线，在自动布线之前，可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线，输入端与输出端的边线应避免相邻平行，以免产生反射干扰。
必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。
自动布线的布通率，依赖于良好的布局，布线规则可以预先设定，包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等。
一般先进行探索式布经线，快速地把短线连通，然后进行迷宫式布线，先把要布的连线进行全局的布线路径优化，它可以根据需要断开已布的线。
并试着重新再布线，以改进总体效果。
对目前高密度的PCB设计已感觉到贯通孔不太适应了，它浪费了许多宝贵的布线通道，为解决这一矛盾，出现了盲孔和埋孔技术，它不仅完成了导通孔的作用，还省出许多布线通道使布线过程完成得更加方便，更加流畅，更为完善，PCB 板的设计过程是一个复杂而又简单的过程，要想很好地掌握它，还需广大电子工程设计人员去自已体会，才能得到其中的真谛。
1 电源、地线的处理既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。
所以对电、地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。
对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因，现只对降低式抑制噪音作以表述：（1）、众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。
（2）、尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm,最经细宽度可达0.05～0.07mm,电源线为1.2～2.5 mm 对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用)（3）、用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。
或是做成多层板，电源，地线各占用一层。
2 数字电路与模拟电路的共地处理现在有许多PCB不再是单一功能电路（数字或模拟电路），而是由数字电路和模拟电路混合构成的。
因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题，特别是地线上的噪音干扰。
数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件，对地线来说，整人PCB对外界只有一个结点，所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题，而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连，只是在PCB与外界连接的接口处（如插头等）。
数字地与模拟地有一点短接，请注意，只有一个连接点。
也有在PCB上不共地的，这由系统设计来决定。
3 信号线布在电（地）层上在多层印制板布线时，由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多，再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量，成本也相应增加了，为解决这个矛盾，可以考虑在电（地）层上进行布线。
首先应考虑用电源层，其次才是地层。
因为最好是保留地层的完整性。
4 大面积导体中连接腿的处理在大面积的接地（电）中，常用元器件的腿与其连接，对连接腿的处理需要进行综合的考虑，就电气性能而言，元件腿的焊盘与铜面满接为好，但对元件的焊接装配就存在一些不良隐患如：①焊接需要大功率加热器。
②容易造成虚焊点。
所以兼顾电气性能与工艺需要，做成十字花焊盘，称之为热隔离（heat shield）俗称热焊盘（Thermal），这样，可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点的可能性大大减少。
多层板的接电（地）层腿的处理相同。
5 布线中网络系统的作用在许多CAD系统中，布线是依据网络系统决定的。
网格过密，通路虽然有所增加，但步进太小，图场的数据量过大，这必然对设备的存贮空间有更高的要求，同时也对象计算机类电子产品的运算速度有极大的影响。
而有些通路是无效的，如被元件腿的焊盘占用的或被安装孔、定们孔所占用的等。
网格过疏，通路太少对布通率的影响极大。
所以要有一个疏密合理的网格系统来支持布线的进行。
标准元器件两腿之间的距离为0.1英寸(2.54mm),所以网格系统的基础一般就定为0.1英寸(2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍数，如：0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。
6 设计规则检查（DRC）布线设计完成后，需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则，同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求，一般检查有如下几个方面：（1）、线与线，线与元件焊盘，线与贯通孔，元件焊盘与贯通孔，贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理，是否满足生产要求。
（2）、电源线和地线的宽度是否合适，电源与地线之间是否紧耦合（低的波阻抗）？在PCB 中是否还有能让地线加宽的地方。
（3）、对于关键的信号线是否采取了最佳措施，如长度最短，加保护线，输入线及输出线被明显地分开。
（4）、模拟电路和数字电路部分，是否有各自独立的地线。
（5）后加在PCB中的图形（如图标、注标）是否会造成信号短路。
（6）对一些不理想的线形进行修改。
（7）、在PCB上是否加有工艺线？阻焊是否符合生产工艺的要求，阻焊尺寸是否合适，字符标志是否压在器件焊盘上，以免影响电装质量。
（8）、多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小，如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路。
________________________________________第二篇PCB布局在设计中，布局是一个重要的环节。
布局结果的好坏将直接影响布线的效果，因此可以这样认为，合理的布局是PCB设计成功的第一步。
布局的方式分两种，一种是交互式布局，另一种是自动布局，一般是在自动布局的基础上用交互式布局进行调整，在布局时还可根据走线的情况对门电路进行再分配，将两个门电路进行交换，使其成为便于布线的最佳布局。
在布局完成后，还可对设计文件及有关信息进行返回标注于原理图，使得PCB板中的有关信息与原理图相一致，以便在今后的建档、更改设计能同步起来, 同时对模拟的有关信息进行更新，使得能对电路的电气性能及功能进行板级验证。
--考虑整体美观一个产品的成功与否，一是要注重内在质量，二是兼顾整体的美观，两者都较完美才能认为该产品是成功的。
在一个PCB板上，元件的布局要求要均衡，疏密有序，不能头重脚轻或一头沉。
--布局的检查印制板尺寸是否与加工图纸尺寸相符？能否符合PCB制造工艺要求？有无定位标记？元件在二维、三维空间上有无冲突？元件布局是否疏密有序，排列整齐？是否全部布完？需经常更换的元件能否方便的更换？插件板插入设备是否方便？热敏元件与发热元件之间是否有适当的距离？调整可调元件是否方便？在需要散热的地方，装了散热器没有？空气流是否通畅？信号流程是否顺畅且互连最短？插头、插座等与机械设计是否矛盾？线路的干扰问题是否有所考虑？________________________________________第三篇高速PCB设计（一）、电子系统设计所面临的挑战随着系统设计复杂性和集成度的大规模提高，电子系统设计师们正在从事100MHZ以上的电路设计，总线的工作频率也已经达到或者超过50MHZ，有的甚至超过100MHZ。
目前约50% 的设计的时钟频率超过50MHz，将近20% 的设计主频超过120MHz。
当系统工作在50MHz时，将产生传输线效应和信号的完整性问题；而当系统时钟达到120MHz时，除非使用高速电路设计知识，否则基于传统方法设计的PCB将无法工作。
因此，高速电路设计技术已经成为电子系统设计师必须采取的设计手段。
只有通过使用高速电路设计师的设计技术，才能实现设计过程的可控性。
（二）、什么是高速电路通常认为如果数字逻辑电路的频率达到或者超过45MHZ~50MHZ，而且工作在这个频率之上的电路已经占到了整个电子系统一定的份量（比如说１／３），就称为高速电路。
实际上，信号边沿的谐波频率比信号本身的频率高，是信号快速变化的上升沿与下降沿（或称信号的跳变）引发了信号传输的非预期结果。
因此，通常约定如果线传播延时大于1/2数字信号驱动端的上升时间，则认为此类信号是高速信号并产生传输线效应。
信号的传递发生在信号状态改变的瞬间，如上升或下降时间。
信号从驱动端到接收端经过一段固定的时间，如果传输时间小于1/2的上升或下降时间，那么来自接收端的反射信号将在信号改变状态之前到达驱动端。
反之，反射信号将在信号改变状态之后到达驱动端。
如果反射信号很强，叠加的波形就有可能会改变逻辑状态。
（三）、高速信号的确定上面我们定义了传输线效应发生的前提条件，但是如何得知线延时是否大于1/2驱动端的信号上升时间？一般地，信号上升时间的典型值可通过器件手册给出，而信号的传播时间在PCB设计中由实际布线长度决定。
PCB板上每单位英寸的延时为0.167ns.。
但是，如果过孔多，器件管脚多，网线上设置的约束多，延时将增大。
通常高速逻辑器件的信号上升时间大约为0.2ns。
如果板上有GaAs 芯片，则最大布线长度为7.62mm。
设Tr为信号上升时间，Tpd为信号线传播延时。
如果Tr≥4Tpd，信号落在安全区域。
如果2Tpd≥Tr≥4Tpd，信号落在不确定区域。
如果Tr≤2Tpd，信号落在问题区域。
对于落在不确定区域及问题区域的信号，应该使用高速布线方法。
（四）、什么是传输线PCB板上的走线可等效为串联和并联的电容、电阻和电感结构。
串联电阻的典型值0.25-0.55 ohms/foot，因为绝缘层的缘故，并联电阻阻值通常很高。
将寄生电阻、电容和电感加到实际的PCB连线中之后，连线上的最终阻抗称为特征阻抗Zo。
线径越宽，距电源/地越近，或隔离层的介电常数越高，特征阻抗就越小。
如果传输线和接收端的阻抗不匹配，那么输出的电流信号和信号最终的稳定状态将不同，这就引起信号在接收端产生反射，这个反射信号将传回信号发射端并再次反射回来。
随着能量的减弱反射信号的幅度将减小，直到信号的电压和电流达到稳定。
这种效应被称为振荡，信号的振荡在信号的上升沿和下降沿经常可以看到。
（五）、传输线效应基于上述定义的传输线模型，归纳起来，传输线会对整个电路设计带来以下效应。
? 反射信号Reflected signals? 延时和时序错误Delay & Timing errors? 多次跨越逻辑电平门限错误False Switching? 过冲与下冲Overshoot/Undershoot? 串扰Induced Noise (or crosstalk)? 电磁辐射EMI radiation5.1 反射信号如果一根走线没有被正确终结(终端匹配)，那么来自于驱动端的信号脉冲在接收端被反射，从而引发不预期效应，使信号轮廓失真。